Степени свободы молекул. Закон о равном распределении энергии по степеням свободы. Первое начало термодинамики в различных изопроцессах

Барометрическая формула

3. Первое начало термодинамики. Работа и теплота в различных изопроцессах.

Количество теплоты, полученное системой, идёт на изменение её внутренней энергии и совершение работы против внешних сил

При расширении работа, совершаемая газом, положительна, при сжатии – отрицательна. В общем случае при переходе из некоторого начального состояния (1) в конечное состояние (2) работа газа выражается формулой:

В изохорном процессе (V = const) газ работы не совершает, A = 0.

В изобарном процессе (p = const) работа, совершаемая газом, выражается соотношением:

A = p (V ₂ – V ₁) = p Δ V.

В изотермическом процессе температура газа не изменяется, следовательно, не изменяется и внутренняя энергия газа, Δ U = 0.

Число степеней свободы — это число независимых переменных, полностью определяющих положение молекулы как системы атомов в пространстве.

На среднюю кинетическую энергию молекулы, имеющей i-степеней свободы, приходится

Это и есть закон Больцмана о равномерном распределении средней кинетической энергии по степеням свободы.

Первое начало термодинамики:

· при изобарном процессе

· при изохорном процессе ()

· при изотермическом процессе

Здесь — масса газа, — молярная масса газа, — молярная теплоёмкость при постоянном объёме, — давление, объём и температура газа соответственно, причём последнее равенство верно только для идеального газа.

Из первого начала термодинамики следует, что работа газа при адиабатном процессе совершается за счет его внутренней энергии:

Дата добавления: 2015-04-24